用于電圖打印機(jī)的充電輥的制作方法
【專利說明】用于電圖打印機(jī)的充電輥
【背景技術(shù)】
[0001] 液體電印術(shù)（electrophotography)已革命化高速和高容量打印。經(jīng)由液體電印 術(shù)，在沒有典型地與傳統(tǒng)平版膠印術(shù)（offset lithography)相關(guān)聯(lián)的膠片或圖板的情況 下，數(shù)字打印機(jī)或印刷機(jī)執(zhí)行打印工作。因此，除了其它特征以外，印刷機(jī)操作員能夠在數(shù) 字印刷機(jī)仍然正完成其它工作時改變內(nèi)容，從而允許數(shù)字打印服務(wù)與采用傳統(tǒng)平版膠印術(shù) 的打印服務(wù)相比更敏捷和更靈活。
【附圖說明】
[0002] 圖1是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的包含具有電阻性涂層的充電輥的打 印系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0003] 圖2是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的包含電阻性涂層的空心充電輥的側(cè) 剖視圖。
[0004] 圖3是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的包含電阻性涂層的實(shí)心充電輥的側(cè) 剖視圖。
[0005] 圖4是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像鼓處于轉(zhuǎn)動接觸和電荷傳遞 關(guān)系的充電輥的前視圖。
[0006] 圖5是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像鼓處于電荷傳遞關(guān)系的充電 輥同時維持充電輥與成像鼓之間的受控間隙的前視圖。
[0007] 圖6是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的包含具有電阻性涂層的充電輥的液 體電印術(shù)打印系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0008] 圖7是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的在大氣壓下針對電場的給定幅度的 湯森離子化系數(shù)的圖形。
[0009] 圖8是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像表面處于轉(zhuǎn)動接觸并且與成 像表面處于電荷傳遞關(guān)系的電阻性涂覆的充電輥的部分的側(cè)視圖。
[0010] 圖9是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的電阻性涂覆的充電輥的部分與成像 表面之間的細(xì)絲狀流柱（filamentary streamer)的尺寸方面的側(cè)視圖。
[0011] 圖10是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像表面處于電荷傳遞關(guān)系的裸 金屬充電輥的電流一電壓特性的圖形。
[0012] 圖11是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像表面處于電荷傳遞關(guān)系的電 阻性涂覆的金屬充電輥的電流一電壓特性的圖形。
[0013] 圖12是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的與成像表面處于電荷傳遞關(guān)系的電 阻性涂覆的金屬充電輥的電流一電壓特性的圖形。
[0014] 圖13是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的針對金屬外部表面充電輥的不同類 型的電阻性涂層的細(xì)絲狀流柱放電的幅度的柱狀圖形。
[0015] 圖14是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的基于細(xì)絲狀流柱的電荷相對于由具 有不同類型的電阻性涂層的充電輥放下的成像表面上的總電荷的百分比的柱狀圖形。
[0016] 圖15是示意性圖解依據(jù)本公開的一個示例的針對充電輥上的給定類型的電阻性 涂層的光電導(dǎo)體上的電荷均勻性的圖形。
[0017] 圖16是示意性圖解依據(jù)本公開的示例的能夠被用來操作打印系統(tǒng)的控制器和計 算機(jī)可讀存儲器的框圖。
[0018] 圖17是示意性圖解依據(jù)本公開的示例的制造打印系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 在下面的詳細(xì)描述中，對附圖進(jìn)行參考，附圖形成該描述的部分，并且在附圖中通 過說明的方式示出可以實(shí)踐的本公開的特定示例。在這點(diǎn)上，參考正被描述的(一個或多 個）附圖的定向來使用方向術(shù)語諸如"頂"、"底"、"前"、"后"、"首"、"尾"等。因?yàn)槟軌蛞远?種不同的定向?qū)⑹纠牟考ㄎ唬苑较蛐g(shù)語是為了說明的目的使用的，并且絕非加以 限制。諸如電壓、溫度、尺寸和部件值之類的參數(shù)取決于精確的打印系統(tǒng)實(shí)施方式，并且針 對一些典型的Indig 0打印系統(tǒng)是近似的。在一方面，"地面"指代公共回路，而不必指代任 何大地。要理解的是，在沒有脫離本公開的范圍的情況下，可以利用其它示例，并且可以做 出結(jié)構(gòu)的或邏輯的改變。因此，下面的詳細(xì)描述不以限制意義進(jìn)行理解。
[0020] 本公開的至少一些示例在打印系統(tǒng)(諸如但不限于液體電印術(shù)打印系統(tǒng)）中的充 電輥的使用期方面提供增加的壽命。在一個示例中，充電輥包含金屬外部表面并且電阻性 涂層覆蓋在該金屬外部表面上。在一方面，充電輥可定位成與成像表面處于電荷傳遞關(guān)系。
[0021] 特別地，本公開的至少一些示例克服了典型地與一些傳統(tǒng)充電輥(用在高速數(shù)字 打印系統(tǒng)中）相關(guān)聯(lián)的壽命問題，所述一些傳統(tǒng)輥具有有限的使用期，因?yàn)樗鼈兊膶?dǎo)電加載 的外橡膠部分隨著使用而惡化。由于外橡膠部分的電屬性或機(jī)械屬性的改變，所以惡化能 夠發(fā)生。例如，離子導(dǎo)電劑的耗損能夠改變外橡膠部分的電阻率，而水解或其它化學(xué)反應(yīng)能 夠危害外橡膠部分的機(jī)械完整性。雖然傳統(tǒng)充電輥的使用期可以按幾十萬的打印紙張來測 量，但是許多數(shù)字印刷機(jī)具有如此高的生產(chǎn)量，使得傳統(tǒng)充電輥經(jīng)常每幾天就被替換。充電 輥的頻繁替換能夠增加操作打印系統(tǒng)的總成本并且增加每個打印頁面的成本。
[0022] 幸運(yùn)的是，本公開的至少一些示例提供具有顯著提高的壽命的充電輥，從而在沒 有危害打印質(zhì)量的情況下減少或消除高速數(shù)字打印機(jī)中的充電元件的替換。
[0023] 除了其它特征以外，至少部分實(shí)現(xiàn)本公開的至少一些示例中的充電輥的壽命，因 為電阻性涂層由在打印系統(tǒng)的環(huán)境中化學(xué)上穩(wěn)定的材料制成。在一個示例中，電阻性涂層 是氧化鋁（Al 2O3)和氧化鈦（TiO2)的合金的無機(jī)、非聚合薄膜。該金屬氧化物大體上免受 由于暴露到環(huán)境化學(xué)物所致的化學(xué)改變的影響，即便在存在大氣等離子體時也是如此。因 此，該方面促進(jìn)示例材料的機(jī)械或化學(xué)完整性在打印應(yīng)用中的延長使用期間（諸如，在充當(dāng) 充電輥的外電阻性涂層時）大體上不受危害。
[0024] 而且，本公開的至少一些示例中的充電輥的壽命至少部分起因于形成外電阻性涂 層的無機(jī)材料的電穩(wěn)定性。特別地，導(dǎo)電率通常是形成外電阻性層的無機(jī)材料所固有的，并 且因此不容易損失。相反，用于高速數(shù)字電圖印刷機(jī)的傳統(tǒng)充電輥的外橡膠部分的期望的 導(dǎo)電率經(jīng)由將外來的材料(導(dǎo)電劑）與彈性橡膠材料混合來人工地產(chǎn)生。隨著時間推移，這 些導(dǎo)電劑從橡膠材料濾出，從而有時使外橡膠部分的電阻率增加，這進(jìn)而引起跨過傳統(tǒng)充 電輥的外橡膠部分的增加的電壓降。結(jié)果，較少的充電在光電導(dǎo)成像表面上發(fā)生，從而導(dǎo)致 光電導(dǎo)成像表面的較差性能。然而，由于本公開的示例中的形成外電阻性涂層的無機(jī)材料 的固有導(dǎo)電率，外電阻性涂層隨著時間推移保持大體上電穩(wěn)定。
[0025] 雖然一些類型的導(dǎo)電添加劑(例如，碳黑）不太可能從傳統(tǒng)充電輥的外橡膠部分濾 去，但是這些添加劑典型地提供不如所期望的充電均勻性。
[0026] 另外，至少部分實(shí)現(xiàn)本公開的至少一些示例中的充電輥的壽命，因?yàn)殡娮栊酝繉?由在打印系統(tǒng)的環(huán)境中電氣上穩(wěn)定的材料制成。在一些示例中，電阻性涂層是具有從材料 中的電子狀態(tài)得到的導(dǎo)電率的無機(jī)、非聚合材料，該電子狀態(tài)不因?yàn)楸┞兜诫妶觥㈦娏?、環(huán) 境化學(xué)物或大氣等離子體而被改變。因此，該方面促進(jìn)在本公開的至少一些示例中被標(biāo)識 用作電阻性涂層的無機(jī)、非聚合材料的電阻率和介電常數(shù)在打印應(yīng)用中的延長使用期間 (諸如，在充當(dāng)充電輥的外電阻性涂層時）大體上不改變。
[0027] 而且，至少部分實(shí)現(xiàn)本公開的至少一些示例中的充電輥的壽命，因?yàn)槌潆娸伒闹?體的金屬外部表面由具有足夠硬度以抗凹陷、刻痕、和/或其它表面磨損的材料制成。在一 些示例中，該材料包括不銹鋼或鋁。在一個示例中，電阻性涂層的硬度至少與不銹鋼的硬度 一樣大。
[0028] 而且，在一些實(shí)例中，外電阻性涂層具有顯著大于充電輥的主體的金屬外部表面 的硬度的硬度。在一個示例中，外電阻性涂層的硬度是諸如不銹鋼之類的金屬外部表面的 硬度不止一個數(shù)量級。
[0029] 因此，除了電阻性涂層的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性以外，充電輥的主體的金屬外 部表面的硬度和外電阻性涂層的硬度一起工作以確保充電輥在被部署在打印系統(tǒng)中時的 相對"永久性"。
[0030] 而且，在至少一些示例中，充電輥的外電阻性涂層具有足以基本上抑制細(xì)絲狀流 柱的強(qiáng)度(例如，幅度和/或量)的厚度，并且以基本上抑制細(xì)絲狀流柱的強(qiáng)度(例如，幅度和 /或量)的方式來組成，該細(xì)絲狀流柱在充電輥與成像表面的電介質(zhì)層之間的空